PCB siparişi verirken karşınıza çıkan "yüzey kaplama" seçeneği, kartın lehimlenebilirliğini, raf ömrünü, ince bacaklı komponentlerle uyumunu ve fiyatını doğrudan etkiler. En yaygın üç seçenek HASL (kurşunlu), HASL-RoHS (kurşunsuz) ve ENIG'dir. Bu yazıda her birinin nasıl uygulandığını, avantajlarını, dezavantajlarını ve projeniz için hangisini seçmeniz gerektiğini anlatıyoruz.
Yüzey kaplama neden gerekli?
PCB üzerindeki pad'ler bakırdır ve açıkta kalan bakır havayla temas ettiği anda oksitlenmeye başlar. Oksitlenmiş bakır lehimi iyi tutmaz; lehim bağlantısı zayıf, mat ve güvenilmez olur. Yüzey kaplama, solder mask'in açık bıraktığı bakır pad'leri koruyan ince bir metal katmandır. Kartı üretildiği günden dizgi yapılacağı güne kadar lehimlenebilir tutar.
HASL (Hot Air Solder Leveling) nedir?
HASL'da kart erimiş lehim banyosuna daldırılır, ardından yüksek basınçlı sıcak hava bıçakları (air knife) fazla lehimi üfleyerek pad'lerde ince bir lehim tabakası bırakır. Dünyada en yaygın ve en ekonomik yüzey kaplamadır.
- HASL (kurşunlu): Kalay-kurşun alaşımı (Sn63/Pb37) kullanılır. Erime sıcaklığı düşüktür, lehimlenmesi çok kolaydır. Ancak kurşun içerdiği için RoHS uyumlu değildir.
- HASL-RoHS (kurşunsuz): Kalay-gümüş-bakır (SAC) gibi kurşunsuz alaşımlar kullanılır. RoHS uyumludur; AB'ye ihracat yapılacak ürünler için gerekir. Erime sıcaklığı biraz daha yüksektir.
HASL'ın avantajları
- En düşük maliyet
- Mükemmel lehimlenebilirlik; elle lehimde çok rahat
- Uzun raf ömrü (genellikle 12 ay ve üzeri)
- Hataları görmek kolay; tekrar işleme (rework) toleranslı
HASL'ın dezavantajları
- Düz olmayan yüzey: Lehim tabakasının kalınlığı pad'den pad'e değişir. İnce pitch komponentlerde (0.5 mm ve altı QFP, QFN, BGA) stencil baskısını ve yerleşimi zorlaştırır.
- Isıl şok: Kart kısa süreliğine yüksek sıcaklığa maruz kalır; çok ince kartlarda (0.4-0.6 mm) eğilme riski artar.
- Gold finger (kenar konnektörü) için uygun değildir.
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) nedir?
ENIG iki katmanlı bir kaplamadır: önce bakırın üzerine kimyasal yolla (akımsız) 3-6 µm kalınlığında bir nikel tabakası, ardından onun üzerine daldırma yöntemiyle çok ince (tipik olarak 1-2 µ", yani yaklaşık 0.025-0.05 µm) bir altın tabakası kaplanır. Nikel bakırın lehime difüzyonunu engelleyen bariyerdir; altın ise nikeli oksitlenmeden korur. Lehimleme sırasında altın lehimin içinde çözünür ve bağlantı nikel üzerinde oluşur.
ENIG'in avantajları
- Tamamen düz yüzey: İnce pitch QFP/QFN, BGA, 0201/0402 pasifler ve LGA için idealdir. Stencil baskısı tutarlıdır.
- Kurşunsuz ve RoHS uyumlu
- Çok uzun raf ömrü
- Tel bağlama (wire bonding) ve dokunmatik/kontak yüzeyleri için uygundur.
- Estetik: altın rengi pad'ler ürün kalitesini hissettirir.
ENIG'in dezavantajları
- Daha yüksek maliyet
- "Black pad" riski: Kaplama sürecindeki hatalar nadiren de olsa nikelin korozyonuna ve zayıf lehim bağlantısına yol açabilir. Kaliteli üretimde çok nadirdir.
- Sık takılıp çıkarılan kenar konnektörleri (gold finger) için yeterince sert değildir; bunlar için genellikle daha kalın sert altın kaplama tercih edilir.
Karşılaştırma tablosu
| HASL (kurşunlu) | HASL-RoHS | ENIG | |
|---|---|---|---|
| Maliyet | En düşük | Düşük | Yüksek |
| Yüzey düzlüğü | Düşük | Düşük | Mükemmel |
| İnce pitch / BGA | Önerilmez | Önerilmez | İdeal |
| Elle lehim kolaylığı | Çok kolay | Kolay | Kolay |
| RoHS uyumu | Hayır | Evet | Evet |
| Raf ömrü | Uzun | Uzun | Çok uzun |
| Gold finger | Uygun değil | Uygun değil | Kısıtlı kullanım için uygun |
Hangisini seçmelisiniz?
HASL (kurşunlu) seçin, eğer:
- Prototip, eğitim veya hobi projesi yapıyorsanız,
- Kartınızda 0.65 mm'den ince pitch'li komponent yoksa,
- Kartları elle lehimleyecekseniz,
- Ürününüz RoHS gerektirmiyorsa ve en düşük maliyeti istiyorsanız.
HASL-RoHS seçin, eğer:
- Ürününüz AB'ye ihraç edilecekse veya müşteriniz RoHS uyumu istiyorsa,
- Dizgi hattınız kurşunsuz lehim kullanıyorsa,
- İnce pitch komponent yoksa.
ENIG seçin, eğer:
- Kartınızda BGA, QFN, 0.5 mm ve altı pitch'li QFP veya 0402'den küçük pasifler varsa,
- Kart uzun süre depolanacaksa,
- Kartta dokunmatik kontak, düğme pad'i veya tel bağlama yüzeyi varsa,
- Görünüm ve kalite algısı önemliyse.
ENIG altın kalınlığı: 1U" mi 2U" mi?
Sipariş formumuzda ENIG seçtiğinizde altın kalınlığını 1U" veya 2U" (mikro-inç) olarak belirleyebilirsiniz. Çoğu uygulama için 1U" yeterlidir; altın yalnızca nikeli korumak içindir ve lehimlemede çözünür. 2U" daha uzun raf ömrü ve daha dayanıklı kontak yüzeyi sağlar. Kartınızda sık temas eden pad'ler varsa veya kartlar uzun süre depolanacaksa 2U" tercih edilebilir.
Sıkça sorulan sorular
HASL ile ENIG arasındaki fiyat farkı ne kadar?
Fark kartın alanına ve adedine göre değişir. En doğru karşılaştırma için Gerber'inizi sipariş formumuza yükleyip yüzey kaplamasını değiştirerek iki fiyatı yan yana görebilirsiniz. Genel maliyet faktörleri için PCB fiyat hesaplama sayfamıza bakın.
Kurşunlu HASL kart ile kurşunsuz lehim kullanabilir miyim?
Teknik olarak lehimlenir, ancak karışık alaşım bağlantının güvenilirliğini ve RoHS uyumunu etkiler. Kurşunsuz süreç kullanıyorsanız kartı da HASL-RoHS veya ENIG seçin.
Stencil kullanacağım, hangisi daha iyi?
Stencil ile krem lehim basacaksanız ve kartınızda ince pitch komponent varsa ENIG'in düz yüzeyi baskı kalitesini belirgin şekilde artırır. Ayrıntılar için SMT stencil rehberimize bakın.
Yüzey Kaplamasını Seç, Fiyat Al
İlgili: PCB kalınlığı nasıl seçilir? · Via türleri · Tüm rehberler
